京桃始花期預(yù)報研究

王華清

摘要? ? 京桃是一種優(yōu)美的的觀賞植物，始花期是其重要的物候期，構(gòu)建始花期預(yù)報方程并對始花期做出預(yù)報可以為花期病蟲害防治、人工授粉、雜交育種、霜期防凍等提供重要參考。本文詳細(xì)分析了京桃始花期與上一年12月和1月、2月、3月的月平均溫度和旬平均溫度、上一年12月至3月>0 ℃、3 ℃、5 ℃積溫以及花蕾出現(xiàn)期的關(guān)系，并從中選出相關(guān)性較強(qiáng)的溫度因子，構(gòu)建一元和多元線性回歸方程，同時對方程進(jìn)行檢驗和偏差分析，選出最優(yōu)方程。結(jié)果表明，3月的溫度因子與京桃始花期的相關(guān)性較強(qiáng)，成顯著負(fù)相關(guān)。當(dāng)用3月的溫度因子構(gòu)建回歸方程時，方程的擬合性檢驗較好，偏差在3 d內(nèi)的年份占70%～80%?；ɡ俪霈F(xiàn)期與始花期成顯著正相關(guān)，當(dāng)3月的溫度因子和始花期作為預(yù)報因子時，方程的擬合性最好，整體樣本的偏差都在3 d以內(nèi)。在只使用溫度因子預(yù)報偏差較大的年份，該預(yù)報方程的偏差也可以控制在3 d之內(nèi)。京桃始花期的預(yù)報具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞? ? 京桃;始花期;溫度;預(yù)報方程;偏差分析

中圖分類號? ? S662.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A

構(gòu)建始花期預(yù)報模型的研究，主要是運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)的方法構(gòu)建花期預(yù)報模型，并進(jìn)行擬合性檢驗。當(dāng)然也可以依據(jù)物候現(xiàn)象發(fā)生的順序相關(guān)性原理，應(yīng)用物候預(yù)報法。從以往的研究中，可以了解影響開花期的主要因子有溫度、光照、降水等，其中溫度因子是最復(fù)雜、最重要、最容易得到的影響因子。選取因子可以利用相關(guān)性分析，建立一元線性回歸方程和多元線性回歸方程。如果2個植株的花期具有很強(qiáng)的相關(guān)性，則可以將花期作為預(yù)報因子，即物候?qū)W方法。具體選擇何種因子，建立何種預(yù)報方程，必須具有理論依據(jù)并接受檢驗。

物候是季節(jié)節(jié)奏宏觀、綜合的體現(xiàn)，其變化特征反映了過去一段時間氣候條件的積累對作物生長、發(fā)育的綜合影響[1-2]。樹木物候主要研究樹木生長發(fā)育與環(huán)境條件的關(guān)系。開花期等自然物候變化是氣候與自然環(huán)境變化的綜合反映。自然物候現(xiàn)象不僅反映當(dāng)?shù)?、?dāng)時的環(huán)境條件，還反映過去一段時間內(nèi)環(huán)境條件的積累。氣候是環(huán)境條件中的主要因素，氣候變化直接影響著物候期的變動。

京桃作為一種觀賞植物，花蕾出現(xiàn)期和開花期是其關(guān)鍵物候期，研究京桃開花期與氣象條件的相互關(guān)系，準(zhǔn)確及時地進(jìn)行花期預(yù)報，可為花期病蟲害防治、人工授粉、雜交育種、疏花疏果等生產(chǎn)和科研的準(zhǔn)備工作提供參考。對于花期常遭受晚霜危害的地區(qū)，預(yù)先知道開花日期并結(jié)合霜凍預(yù)報，即可提前做好防霜準(zhǔn)備，或采取一定措施（應(yīng)用激素或噴白涂劑等）延遲開花、避開霜凍。

我國對京桃開花期的預(yù)測的研究尚少，但對蘋果、杏樹、梨樹的開花期預(yù)測的研究已相當(dāng)深入。韓亞東等[3]通過對沈陽歷年始花期的分析得出，京桃始花期主要與開花前第2天日平均氣溫成顯著負(fù)相關(guān)，京桃開花的早晚可以預(yù)測4月中下旬溫度的高低，并認(rèn)為導(dǎo)致花芽不能正常膨大的原因主要是3月10日前后最低氣溫在-10 ℃以下且低溫前后變化較大。郝日明等[4]對影響南京地區(qū)桂花秋季開花期變化的關(guān)鍵氣候因子進(jìn)行了研究。

花期與多種氣象因子有關(guān)，而且不同品種的花期與不同氣象因子有關(guān)，同一氣象因子在不同的時期所起作用也不同，因而在眾多氣象因子中選取關(guān)鍵因子，不僅可以簡化方程的形式，還能提高預(yù)報方程的準(zhǔn)確率。張 倩[5]在研究香梨的始花期預(yù)測模型時將積溫也考慮進(jìn)去，研究發(fā)現(xiàn)，香梨始花期與≥5 ℃的積溫和≥10 ℃的活動積溫均成顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.710和-0.734，均通過了0.01水平的顯著性檢驗。雖然始花期與多種因子有關(guān)，但大量研究證明，與花期早晚關(guān)系最密切的氣象條件是熱量因子，尤其以氣溫的影響最大。

研究始花期的預(yù)報就是研究氣象因子與始花期的關(guān)系，這種關(guān)系可以用相關(guān)系數(shù)和顯著水平表示，選取相關(guān)系數(shù)較大且顯著水平較高的因子建立回歸方程，隨后可以進(jìn)行擬合性檢驗[6]。當(dāng)然，也有用物候來預(yù)報花期的方法。回歸方程的建立可以借助SPSS工具。SPSS統(tǒng)計軟件是世界公認(rèn)的專業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計軟件之一，SPSS操作簡便，好學(xué)易懂，簡單實用。SPSS軟件進(jìn)行逐步回歸，其基本方法就是找出相關(guān)性較大的因子，再利用逐步回歸剔除一些因子，選取最優(yōu)因子，構(gòu)建多元線性回歸方程。此做法簡單易行，效果也很好，但會忽略一些關(guān)鍵性因子。建立的模型不僅僅局限于線性模型，還可以建立乘冪模型和指數(shù)模型。利用偏相關(guān)分析可以更好地反映因子與始花期的相關(guān)性。當(dāng)缺少氣象因子與物候現(xiàn)象的平行觀測資料時，還可以依據(jù)物候現(xiàn)象的順序相關(guān)性原理，先建立其他花期的預(yù)測模型，將模型中的因量作為所求花期預(yù)報模型中的自變量即預(yù)報因子，建立預(yù)報模型。方程建立后還要進(jìn)行擬合性檢驗，求出方程的復(fù)相關(guān)系數(shù)和檢驗統(tǒng)計量，看其能否通過顯著性檢驗，通過顯著性檢驗后再將方程回代，比較模式預(yù)測花期和實際觀測花期，差別在3 d內(nèi)一般被認(rèn)為擬合性較好，否則需要訂正。在進(jìn)行相關(guān)性分析時，一般只選取一部分資料，剩余一部分資料可以供試報使用?，F(xiàn)將京桃的始花期預(yù)報研究結(jié)果介紹如下。

1? ? 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1? ? 數(shù)據(jù)來源

由于一些年份物候觀測資料的缺失，所以使用的30年數(shù)據(jù)并不是連續(xù)的。溫度數(shù)據(jù)來自于沈陽54342測站，選取1963—1965年、1973—1976年、1979—1983年、1986—1989年、1991—1996年、2003—2010年每年12月、翌年1月、2月和3月的日平均溫度和3月每日的最低溫度，物候數(shù)據(jù)使用了沈陽市物候觀測中心提供的與溫度數(shù)據(jù)相同年份的始花期和花蕾出現(xiàn)期的數(shù)據(jù)。

1.2? ? 研究方法

首先對30年數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計算出這些年12月、1月、2月、3月的月均溫，上、中、下旬的平均溫度，12月至翌年3月下旬的>0 ℃、3 ℃、5 ℃的有效積溫，并將這些月份的上、中、下旬的日平均最高氣溫挑選出來。在偏差分析中重點處理了3月的數(shù)據(jù)，挑選出3月的月最低溫、旬最低溫，計算出3月>0 ℃的有效積溫。

將每年的始花期換算成日序，將30年的樣本中前25年用來構(gòu)建回歸方程，后5年用來進(jìn)行試報，檢驗方程的擬合性，用SPSS雙變量相關(guān)性分析日序與各個溫度因子的相關(guān)性，找出相關(guān)性較大的因子，建立一元線性回歸方程、多元回歸線性方程，并進(jìn)行樣本內(nèi)和樣本外的檢驗。預(yù)報值減去實際觀測值得到偏差值，對偏差進(jìn)行分析，選出最優(yōu)預(yù)報方程，并對偏差出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，找出關(guān)鍵因子。對30年總樣本進(jìn)行雙變量相關(guān)性分析，分析出相關(guān)性較強(qiáng)的因子，與25個樣本分析出的因子進(jìn)行比較，得出顯著性最強(qiáng)的影響因子。

2? ? 結(jié)果與分析

由表1可知，通過雙變量相關(guān)性分析可得到，與始花期顯著性負(fù)相關(guān)的變量有7個。與始花期成顯著性正相關(guān)的因子有12月平均溫度、12月中旬平均溫度;與始花期成顯著性負(fù)相關(guān)的因子有3月平均溫度、3月中旬平均溫度、3月中旬日平均最高溫度、12月至翌年3月下旬>0 ℃的有效積溫、12月至翌年3月下旬>3 ℃的有效積溫、3月下旬最低氣溫、3月下旬最低氣溫。其中氣象因子中12月至翌年3月下旬>0 ℃的有效積溫的顯著性最強(qiáng)，物候因子總花蕾出現(xiàn)期顯著性最強(qiáng)。

利用所挑選出的預(yù)報因子構(gòu)建一元和多元預(yù)報回歸方程，從中選取擬合性好、預(yù)報偏差小的預(yù)報方程進(jìn)行分析討論。由于一些年份的缺測和誤測，在對花蕾出現(xiàn)期的物候因子分析中，只有22年樣本，用22個樣本中的前19年建立回歸方程，其余3年作檢驗使用。各方程如下：

式中，X1為12月至翌年3月下旬>0 ℃的有效積溫，X2為12月平均溫度，X3為12月中旬平均溫度，X4為3月平均溫度，X5為3月中旬平均溫度，X6為3月中旬日平均最高溫度，X7為12月至翌年3月下旬>3 ℃的有效積溫，X10為花蕾出現(xiàn)期日序。

由表2可知，30年總樣本預(yù)報偏差在3 d以內(nèi)的報準(zhǔn)天數(shù)和報準(zhǔn)率（方程（4）為22個樣本）。其中方程（3）報準(zhǔn)偏差在3 d以內(nèi)的年份最多，為24年，達(dá)到了80%，而且通過了0.01水平的顯著性檢驗，方程（4）在樣本數(shù)量較少，但偏差3 d內(nèi)的占比最高，為86%，顯著性檢驗水平最高。綜上分析，方程（4），即用12月至翌年3月>0 ℃有效積溫、12月平均溫度、12月中旬平均溫度、3月平均溫度、3月中旬平均溫度、3月中旬日平均最高溫、12月至翌年3月下旬>3 ℃的有效積溫綜合作為預(yù)報因子時，方程的擬合性較高。考慮物候因子，利用3月平均溫度花蕾出現(xiàn)期作為預(yù)報因子時，方程的擬合性最高。

利用4個回歸方程對2006—2010年的始花期進(jìn)行試報，4個方程對2006—2010年始花期試報的偏差值見表3。由表3可知，除了方程（4），其他3個方程在2010年預(yù)報中出現(xiàn)了較大偏差，偏差值最低為-7，所報始花期比實測值早。由日序資料可知，2010年始花期為116 d，為2006—2010年中最晚。方程（1）和方程（2）在5年之中有4年預(yù)報值偏差在3 d以內(nèi)，準(zhǔn)確率為80%，方程（4）在2008—2010年3年偏差在3 d以內(nèi)的報準(zhǔn)率為100%，該回歸方程整體的預(yù)報準(zhǔn)確率較高。

3? ? 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，在沈陽地區(qū)，京桃始花期與上一年12月、1月、2月、3月的溫度因子相關(guān)性分析可得，與京桃始花期成顯著性負(fù)相關(guān)的因子，相關(guān)性由強(qiáng)到弱依次為 3月中旬日平均最高溫溫度、12月至翌年3月下旬>0 ℃的有效積溫、3月平均溫度、3月下旬最低溫度、3月中旬平均溫度、3月平均溫度、下旬日平均最低氣溫。其中，3月的溫度因子以及12月至翌年3月下旬的有效積溫均是影響京桃始花期的關(guān)鍵因子。

在分析與京桃始花期相關(guān)性較強(qiáng)的溫度因子中，上一年12月溫度因子和1月、2月的溫度因子與始花期的相關(guān)性很弱，尤其是1月，幾乎沒有顯著相關(guān)性的溫度因子，但其與3月溫度因子相關(guān)性最強(qiáng)。在積溫因子中，>0 ℃的有效積溫和>3 ℃的有效積溫與始花期的相關(guān)性強(qiáng)，而>0 ℃和>3 ℃的溫度主要集中在3月，京桃平均年份的始花期在4月中旬，可見始花期與其臨近始花期的溫度因子關(guān)系最為密切。

平均年份的京桃始花期在4月中旬，平均年份的京桃花蕾出現(xiàn)期在4月3日，但也有一些年份較晚，因而可以分2個預(yù)報階段。在3月末，利用氣象因子預(yù)報方程進(jìn)行預(yù)報（方程（1）或方程（2）），對始花期進(jìn)行預(yù)報，得到初步預(yù)報結(jié)論;在4月初，利用觀測到的花蕾出現(xiàn)期日序，進(jìn)行第2次預(yù)報，對第1次得到的預(yù)報結(jié)論進(jìn)行更正，可以得到比較準(zhǔn)確的花期預(yù)報。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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